Trong những năm gần đây, đã có những tiến bộ đáng kể trong việc thiết kế mạch điều khiển bộ thay đổi vòi tải. Cơ cấu dẫn động của bộ đổi vòi nước và mạch cơ bản của bộ truyền động động cơ để hoàn thành việc thay vòi nước. Mặc dù cấu trúc mạch điều khiển công tắc của các nhà sản xuất khác nhau khác nhau nhưng chúng tương đối đơn giản. Nói chung, khi động cơ quay theo một hướng thì đó là thay đổi vòi "tăng", còn khi quay theo hướng ngược lại thì đó là thay đổi vòi "tăng". Trong một số trường hợp, phanh có thể được sử dụng để dừng động cơ quay; Trong các trường hợp khác, thiết bị điện hoặc ly hợp cơ khí cũng có thể được sử dụng để điều khiển chuyển động quay của động cơ tới bộ đổi vòi khi hoạt động không được đồng bộ hóa. Vấn đề vận hành được quan tâm và dễ xảy ra nhất là cách thực hiện thay đổi nấc và cách điều khiển máy biến áp chạy song song.
Bộ đổi vòi phải có chức năng vận hành thủ công để sử dụng trong trường hợp khẩn cấp và một số bộ đổi vòi chỉ có thể được vận hành thủ công. Mặc dù nhiều thiết kế công tắc dựa vào thao tác nút đơn giản để điều khiển, xu hướng phát triển của chúng là thực hiện điều khiển điện áp tự động không người lái trong các trạm phân phối để duy trì điện áp truyền tải ở mức định trước hoặc bù điện áp theo cách định trước. Nhìn chung, ở những nơi dễ xảy ra hiện tượng sụt áp hoặc dễ xảy ra dao động điện áp do các thay đổi khác của hệ thống gây ra, việc đặt bộ điều chỉnh điện áp tự động trên bộ đổi nấc có thể duy trì điện áp đầu ra của máy biến áp ở mức xác định trước.
Với sự phát triển của công nghệ điều khiển kỹ thuật số, trong tương lai gần, công nghệ máy tính kỹ thuật số đơn giản có thể được kết hợp với máy biến điện áp và máy biến dòng điện có tải thấp hơn để đạt được khả năng kiểm soát và giám sát hiệu suất vận hành của bộ đổi vòi, từ đó đạt được mục tiêu cải thiện độ chính xác điều khiển bằng thiết bị đơn giản. Hiện tại, mặc dù đôi khi công nghệ bóng bán dẫn được sử dụng nhưng thiết bị điều khiển cơ bản của bộ đổi nấc vẫn ở cấp độ-được gọi là "rơle" và các nguyên lý điều khiển của chúng vẫn đang ở giai đoạn đầu của bộ đổi nấc khi tải, với mỗi thành phần mạch chỉ thực hiện chức năng điều khiển riêng.
Việc điều khiển điện áp của máy biến điện áp chính cần có máy biến điện áp, trong đó phía sơ cấp của máy biến điện áp nối với phía máy biến điện áp chính cần điều khiển điện áp và đầu ra của máy biến điện áp được nối với rơle điện áp. Khi phạm vi dao động điện áp cần điều khiển trên máy biến áp chính vượt quá giới hạn định trước, rơle điện áp sẽ gửi tín hiệu và điều khiển bộ đổi nấc thực hiện thay đổi nấc theo hướng yêu cầu. Để ngăn chặn hoạt động thường xuyên không cần thiết của bộ đổi vòi khi điện áp dao động-ngắn hạn, có thể thêm một rơle trễ, có thể được đặt riêng hoặc kết hợp với rơle điện áp.
Cái gọi là "điện áp cân bằng" của rơle đề cập đến giá trị điện áp giúp rơle hoạt động. Bạn có thể đạt được mục tiêu-cài đặt trước "điện áp cân bằng" bằng cách đặt các điện trở có thể điều chỉnh trong mạch cảm biến điện áp của rơle điện áp. Bằng cách này, giá trị điện áp trong phạm vi điều chỉnh của điện trở có thể được đặt trước.
Thông thường, cần duy trì điện áp của bus từ xa ở mức “cố định” nhất định. Khi độ sụt điện áp đường dây tăng do tải tăng, có thể sử dụng thiết bị bù điện áp đường dây để tăng điện áp đầu ra của máy biến áp để bù cho sự sụt giảm điện áp đường dây tăng lên. Thiết bị bù điện áp này bao gồm một điện trở có thể điều chỉnh được và một cuộn kháng có bộ đổi nấc. Lò phản ứng được kết nối với phía thứ cấp của máy biến dòng và dòng điện chạy qua phía sơ cấp của máy biến dòng là dòng tải. Bằng cách điều chỉnh các thông số của điện trở và cuộn kháng một cách thích hợp (tùy thuộc vào đặc tính đường dây), điện áp tại một điểm nhất định trong hệ thống có thể được duy trì không đổi mà không cần xét đến sự thay đổi của tải và hệ số công suất.
Phương pháp kết nối của mạch rơle điện áp sẽ trừ điện áp cấp vào rơle điện áp khỏi điện áp nguồn. Bằng cách này, khi dòng điện tải tăng lên, trạng thái cân bằng của rơle điện áp sẽ bị phá vỡ và thiết bị điều chỉnh điện áp chính sẽ được điều khiển từ bề mặt để tăng điện áp tại điểm cấp nguồn phía sơ cấp của rơle điện áp, chính xác bằng mức giảm trở kháng đường dây, nhằm khôi phục lại sự cân bằng cho rơle điện áp. Khi tải giảm thì tình hình ngược lại. Rơle điện áp và thiết bị bù thường được sử dụng trong mạch -ba pha, nhưng do cuộn dây điện áp của rơle là một pha-nên thường cần phải kết nối nó qua mạch hai{5}}pha.
Trong thực tế, máy biến dòng trung gian thường được sử dụng để có được dòng thứ cấp đầy tải chính xác đồng thời ngăn ngừa tai nạn do quá tải đường dây và dòng điện sự cố. Thiết kế máy biến dòng trung gian cần đảm bảo độ bão hòa trong điều kiện quá dòng nêu trên để tránh dòng quá tải lớn đi vào mạch bù. Nếu mối quan hệ pha giữa điện áp và dòng điện có thể được duy trì không thay đổi thì các đường dây pha khác nhau cũng có thể được sử dụng để kết nối máy biến điện áp và máy biến dòng. Trong phương pháp kết nối này, do pha điện áp và dòng điện trực giao ở hệ số công suất bằng 1, nên điện trở và cuộn kháng có thể được sử dụng tương ứng để bù điện trở đường dây và bù điện kháng đường dây. Về tất cả các khía cạnh khác, bộ bù của phương pháp nối dây thứ hai hoàn toàn giống với bộ bù của phương pháp nối dây thứ nhất, nhưng không có lỗi pha trong bộ bù của phương pháp nối dây thứ hai.
Rơle điện áp tự động (AVR) đã được sử dụng trong nhiều năm là loại phích cắm cân bằng{0}}cơ điện và nhiều loại rơle này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Ngày nay, rơle điện áp dựa trên bóng bán dẫn được sử dụng phổ biến. Đối với dạng cấu trúc đầu tiên, cấu trúc tiêu chuẩn của bộ bù sụt áp đường dây là sử dụng các điện trở nối tiếp bên ngoài và các điện trở thay đổi để đạt được sự điều chỉnh thống nhất các bộ phận điều chỉnh của bộ điều chỉnh điện áp của bộ bù bên trong. Bộ bù có ba thành phần có thể điều chỉnh có thể đạt được các chức năng sau: thay đổi điện áp trong phạm vi 90% -110% điện áp không tải danh nghĩa; Phạm vi bù liên tục cho những thay đổi về điện trở và phản ứng là 0-15%.
Nếu chỉ cần bù cho điện trở đường dây, có thể sử dụng điện trở loại chiết áp đơn giản nhất thay cho bộ bù hoàn chỉnh, đồng thời có thể cung cấp riêng các điện trở bên ngoài và điện trở thay đổi để điều chỉnh thống nhất. Sau khi lắp đặt bộ bù và kiểm tra cực tính của tất cả các máy biến áp là chính xác, điểm cân bằng của rơle điều chỉnh có thể được đặt ở điện áp không-tải cần thiết và độ sụt điện áp điện trở cũng như độ sụt điện áp phản kháng được tính toán dựa trên đặc điểm đường dây có thể được đặt tương ứng.
Để loại bỏ các lỗi gây ra bởi sự thay đổi điện trở cuộn dây theo nhiệt độ, có thể bỏ qua hệ số nhiệt độ và một điện trở có giá trị điện trở cao hơn có thể được mắc nối tiếp trong mạch cuộn dây.
Thiết bị có thể điều chỉnh kịp thời những thay đổi điện áp đột ngột trên phạm vi rộng có những ưu điểm nhất định khi sử dụng và rơle điện áp bán dẫn có những đặc điểm như vậy. Có một mạch cảm biến điện áp bóng bán dẫn trong các rơle này, có đặc tính thời gian ngược và thời gian trễ tỷ lệ nghịch với sự thay đổi điện áp. Chúng có thể được sử dụng kết hợp với bộ bù sụt áp đường dây và thiết bị giảm điện áp để đạt được các đặc tính tải quy định.
Ở những nơi có hai hoặc nhiều máy biến áp có chức năng điều khiển tự động của bộ thay đổi nấc phụ tải hoạt động song song, thường cần duy trì cùng một vị trí nấc điều chỉnh cho mỗi máy biến áp, với chênh lệch tối đa là một điện áp giai đoạn nấc điều chỉnh. Nếu một máy biến áp song song hoạt động ở các điện áp nấc khác nhau thì dòng điện tuần hoàn phải được tạo ra giữa máy biến áp và đường dây, và dòng điện tuần hoàn được tạo ra bởi chênh lệch điện áp giai đoạn nấc là giới hạn cho phép cao nhất.
